| 研究実績の概要 |
本研究では、巨大な電界効果を誘起できる強誘電体または高誘電率材料をゲート絶縁膜に用いた薄膜トランジスタ構造において、酸化物伝導体または酸化物半導体のチャネルを用いることによって、ゲート電圧によって制御できる可変面積電極を実現し、この現象を可変容量キャパシタに応用することを目的としている。
昨年度までに、本研究で提案する素子の基礎的な原理検証と試作のための基礎的な用素技術の検討を実施した。平成26年度はこれらの結果を踏まえて、素子の高性能化と素子構造を詳細に検討し、薄膜トランジスタ型の素子試作を進めて電気的特性の評価を行った。強誘電体(Bi,La)4Ti3O12 (BLT)の原料溶液の熱特性と結晶化過程を詳細に検討し、各反応ごとに熱処理を行うステップ・バイ・ステップ・アニール法を採用することにより、BLTの配向性を制御できることを示し、リーク電流が従来法より小さく、良好な電気的特性を持つ薄膜が得られた。次にチャネルにIn-Ga-Zn-O（IGZO）を用いて素子を作製し、良好な電気的特性を得た。さらに素子構造についても検討し、ボトムコンタクト電極構造を採用することによって、高速のスイッチングが可能なことを明らかにした。また、容量ー電圧特性から、ゲート電圧によって酸化物チャネルが導通し、可変キャパシタとして働くことを確認した。次に、大きなQ値を得るためには素子の微細化が不可欠であることから、微細化に向けて溶液原料を直接インプリントして微細パターンを形成する新手法を検討した。インジウム・スズ酸化物（ITO）およびLaRuO3のゲル膜を直接インプリントすることで、100nm以下のナノパターンの形成を確認した。これらと並行して、材料の検討も行い、Bi-Nb-O（BNO)を溶液原料から形成すると、従来のスパッタと異なり、大きな比誘電率が得られることを明らかにした。
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